Java-språket

Java är inte bara ett programmeringsspråk. Det är en hel mjukvaruplattform med omfattande möjligheter. Huvudkomponenterna i plattformen är:
  • Grundläggande verktyg för att skriva och köra Java-program.
  • Bibliotek och klasser (språkets kärna). De tillhandahåller Javas grundläggande programmeringsmöjligheter: undantagshantering, multithreading, samlingar, loggning, reflektion, säkerhet, nätverk, XML-bearbetning, serialisering, reguljära uttryck.
  • Verktyg för att distribuera och automatiskt starta applikationer.
  • Verktyg för att skapa en frontend (GUI, användargränssnitt). Dessa finns i klasserna JavaFX, Swing och Java2D-biblioteken.
  • Bibliotek för att arbeta med databaser på distans över nätverket, såsom JDBC, JNDI, RMI och Java RMI-IIOP.
Om du vill lära dig mer om Java-klasser och -verktyg, läs Oracle-dokumentationen . Den har allt. Java JDK 1.0, den första versionen, innehöll "bara" några hundra klasser. Men nu har den siffran ökat till flera tusen. Under språkets livstid har dess skapare gjort ett stort antal förändringar som ökar dess säkerhet, funktionalitet och portabilitet. Tack vare denna ständiga förbättring och stöd från utvecklare har Java alltid varit i takt med utvecklingen av IT-teknologier. Som ett resultat har vi nu ett toppmodernt språk vars huvudsakliga egenskaper är:

  • Låg inträdesbarriär.
    Att lära sig Java är lättare än de flesta språk med en C-liknande syntax.

  • Objektorientering.
    Program i Java är byggda baserat på objekt och interaktioner mellan objekt. Detta låter dig njuta av alla fördelar med OOP.

  • Bärbarhet.
    Eftersom en tolk (den virtuella Java-maskinen) används kan program köras på olika plattformar och enheter.

  • Plattformsoberoende
    Ett Java-program skrivet för en plattform kompileras till mellanbytekod som kan köras på andra plattformar, eftersom det tolkas av en JVM för varje specifik plattform.

  • Avancerad multithreading.
    Java-verktyg låter dig styra exekveringen av flera trådar, vilket innebär att du kan skapa flertrådade applikationer.

  • Säkerhet.
    Eftersom JVM har inbyggd bytecode-verifiering och Java inte har någon manuell minneshantering, spårar stackoverflows och har olika API:er som låter dig kontrollera säkerheten, kan du skapa riktigt säkra applikationer i Java.

  • Feltolerans.
    Undantagsmekanismen ökar programmens feltolerans och minskar antalet fel, både vid kompilering och körning.

  • Tolkbarhet.
    Java-tolken kan köra Java-bytekod på vilken maskin som helst som har en JVM och JRE.

  • Distribuerbarhet.
    Java har verktyg för att skapa distribuerade applikationer.

  • Prestanda.
    En JIT (just-in-time) kompilator ger höghastighetsprestanda jämförbar med C och C++.

Hur börjar man programmera i Java?

För att börja lära dig Java från början bör du gräva i några grundläggande begrepp: vad ingår i Java-språket, vad är ett Java-program och hur körs det? Gå sedan vidare till språkets syntax och grunder, och studera bibliotek. Efter att ha läst ett par artiklar om Java kan du ta itu med grunderna. Följande flödesschema visar tydligt sekvensen av steg: Hur man börjar lära sig Java - 2

Vad behöver du programmera i Java?

Först måste du installera programvara för att utveckla och köra program - Java Development Kit (JDK). Efter det, konfigurera JDK på din dator, ladda ner och installera en integrerad utvecklingsmiljö (IDE), som är en miljö för mjukvaruutveckling. Den mest populära IDE är IntelliJ IDEA. Alternativen är Eclipse, NetBeans, JCreator och till och med en vanlig textredigerare.

Installera Java på din dator

Som vi redan har sett, när vi lär oss Java från grunden, är det första steget att installera JDK. För detta måste du utföra några enkla operationer:
  1. Gå till Oracles webbplats .
  2. Välj och ladda ner installationsfilen för ditt operativsystem.
  3. Utför installationen enligt installatörens rekommendationer.
  4. Ställ in en miljövariabel om du använder Windows.

Grundläggande definitioner

Om du precis har börjat lära dig Java kommer du säkert att stöta på följande termer: JVM står för Java Virtual Machine. Detta är en plattformsberoende programvarumodul som tjänar till att tolka källbytekoden till maskinkod och exekvera den. JRE står för Java Runtime Environment. Den inkluderar JVM-implementeringen för en specifik plattform och en uppsättning bibliotek som behövs för att köra Java-program. JDK står för Java Development Kit, som är en uppsättning utvecklarverktyg som behövs för att skriva Java-program. Den innehåller en kompilator, JRE, standard Java-bibliotek, dokumentation och olika verktyg. Källkoden finns i en textfil skriven på Java-språket med tillägget .java. Bytecode är maskinoberoende lågnivåkod som består av en uppsättning instruktioner för JVM. Maskinkod är binära maskininstruktioner som exekveras direkt av processorn. Kompilera innebär att konvertera källkod till bytekod. Tolka betyder att konvertera bytekod till maskinkod. En plattform är en mjuk- och hårdvarumiljö för att köra program. De mest populära plattformarna är Microsoft Windows, Linux, Solaris OS och Mac OS. Detta diagram hjälper dig att bättre förstå begreppen JVM, JRE och JDK: Hur man börjar lära sig Java - 3

Programmets livscykel

Ett Java-programs liv börjar när källkoden skrivs i en textfil. Vanligtvis görs detta i en speciell programmeringsmiljö som kallas en integrerad utvecklingsmiljö (IDE), men enkla program kan skrivas in i en textredigerare, till och med Notepad, som följer med vilken version av Windows som helst. Källkoden måste sparas i en fil med filtillägget .java. Exempelprogram: HelloWorld.java : 

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("This is my first program");
    }
}
Innan den här källkoden exekveras måste den kompileras till bytekod av en kompilator. En kompilator är ett verktyg som är en del av JDK. Den producerar en fil med filtillägget .class. Den här filen innehåller bytekod, som är instruktioner för JVM. Deras format liknar assemblerspråk. Vårt HelloWorld.java-program kommer att kompileras till en HelloWorld.class-fil. Java-plattformen tillhandahåller inga verktyg för att redigera bytekod, men du kan se den. För att se bytekoden för ett Java-program kan du använda verktyget javap disassembler, som ingår i JDK. HelloWorld.class kommer att innehålla följande bytekod: 

Compiled from "HelloWorld.java"
public class HelloWorld {
  public HelloWorld();
    Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
0: getstatic #2 // Fieldjava/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc #3 // String This is my first program
5:invokevirtual #4// Methodjava/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return
}
Nu är vårt program lagrat i en kompilerad form i filen HelloWorld.class. För att köra den på valfri plattform måste JRE vara installerad. JVM ger möjligheten att porta Java-program till vilken plattform som helst. Exekvering betyder exekvering av bytekoden av den virtuella Java-maskinen. Program körs med hjälp av Java-verktyget. Du måste ange namnet på den kompilerade filen. Utförande sker enligt följande:
  1. JVM laddas in i datorns minne. I grund och botten är detta ett program som tjänar till att köra Java-programmen vi skriver.
  2. Med hjälp av bootstrap classloader laddar JVM och initierar vår klass i minnet. I vårt exempel är detta HelloWorld- klassen.
  3. Därefter letar JVM efter en public static void main(String []) metod i vår klass.
  4. Koden för huvudmetoden exekveras . Om exekvering av programmet kräver andra klasser, laddas de och initieras.
  5. Efter att koden har körts utförs sophämtning. Detta innebär att tömma minnet och stänga JVM-programmet.
När alla dessa åtgärder utförs tolkar (översätter) JVM bytekoden till en maskininstruktion för processorn, med hänsyn till operativsystemet som den körs på. Vi kan representera livscykeln för ett Java-program i följande diagram: Hur man börjar lära sig Java - 4

Att välja och installera en utvecklingsmiljö

För att snabbt och effektivt programmera i Java behöver du en utvecklingsmiljö – ett program för att skriva Java-program. Bland Java-utvecklare är de mest populära IDE:erna:
  • IntelliJ IDÉ
  • Förmörkelse
  • NetBeans
Enligt en granskning av populariteten för Java-utvecklingsverktyg, utarbetad av RebelLabs 2017, var ledaren IntelliJ IDEA, Eclipse var tvåa och NetBeans på tredje plats, och släpar efter de två bästa ledarna. Andra IDE representerar en liten del av marknaden, totalt inte mer än 3%. För nybörjare räcker det att installera IntelliJ IDEA Community Edition. För det första får du alla fördelar med en modern IDE (autokomplettering, kodkontroll, kodfelsökning, bekväm integration med databaser och servrar) samt stöd för många utvecklingsverktyg och teknologier. För det andra tar du det första steget mot att bemästra det professionella utvecklingsverktyget som används av de flesta utvecklare. Instruktioner om hur man installerar IntelliJ IDEA finns i början av nivå 3 avCodeGym utbildningskurs .

Hur lång tid tar det att lära sig Java?

Du kan förmodligen lära dig grunderna i Java och utveckla programmeringsfärdigheter på 6 till 12 månader, beroende på hur intensivt du studerar. Ta ett strukturerat tillvägagångssätt: gör en studieplan, samla in nödvändiga källor och avsätt några timmar om dagen för dina studier. Glöm inte att nyckeln till att lära sig programmera är övning.

Slutsats

Att studera Java på egen hand är faktiskt lättare än du kanske tror. Du behöver bara grundläggande datorkunskaper. För att börja lära sig Java effektivt, följ några enkla steg:
  1. Installera Java på din dator
  2. Lär dig de grundläggande begreppen
  3. Installera en utvecklingsmiljö
  4. Skriv och kör ditt första program

Mer läsning: